EAU ET EFFLUENTS
L’eau est une ressource cruciale pour les activités du CERN, en particulier pour le refroidissement de son complexe d’accélérateurs. L’Organisation est engagée dans une démarche d’amélioration continue de ses installations visant à limiter sa consommation d’eau et à surveiller la qualité de ses effluents.
GÉRER LA CONSOMMATION D’EAU
La majeure partie de la consommation d’eau du CERN est liée à ses activités « industrielles », principalement le refroidissement du complexe d’accélérateurs, le reste étant utilisé à des fins sanitaires. Environ 99 % des ressources en eau du Laboratoire proviennent du lac Léman et sont fournies par les Services Industriels de Genève (SIG) ; la petite part restante, qui provient de nappes phréatiques, est fournie par la Régie des Eaux Gessiennes (France) et est principalement utilisée à des fins sanitaires et alimentaires sur les sites du LHC. Cette eau est potable et utilisée telle quelle ou déminéralisée. En 2023 et 2024, deux années d’exploitation, la consommation d’eau du CERN était respectivement de 2 830 et 2 895 mégalitres. Ces chiffres représentent une réduction conséquente par rapport à la consommation de la dernière année de référence (2018), qui était de 3 477 mégalitres.
Le Comité tripartite sur l’environnement se réunit régulièrement pour permettre au CERN d’échanger avec les autorités des États hôtes sur des questions liées à la protection de l’eau, sur la base des données du programme de surveillance de l’eau du Laboratoire (voir Approche managériale). Le cadre de préparation aux situations d’urgence environnementale du CERN prévoit des plans d’intervention en cas d’incidents, ainsi que des procédures d’atténuation des conséquences potentielles pour les cours d’eau environnants et d’alerte des autorités et des services d’urgence des États hôtes. En 2023 et 2024, leur efficacité a été testée et démontrée, puisqu’une fuite a été détectée dans le réseau de distribution d’eau du CERN, causée par une opération de forage. Cet incident a été résolu en collaboration avec les autorités et services locaux. Aucune amende ni aucune sanction n’a été reçue (voir Conformité aux normes environnementales et gestion des substances dangereuses).
« RUN » = période d’exploitation ; « LS » = long arrêt
OPTIMISER L’INFRASTRUCTURE
Le CERN s’engage à limiter à moins de 5 % la hausse de sa consommation d’eau d’ici la fin de la troisième période d’exploitation (année de référence : 2018). Malgré une augmentation prévue de ses besoins en refroidissement liée à la mise à niveau des installations, il poursuit une démarche d’amélioration continue de son infrastructure en eau, consistant à optimiser les tours de refroidissement et les réseaux d’eau pour réduire les effluents, améliorer la qualité de l’eau et réduire sa consommation. La station de recyclage des eaux de refroidissement de la zone Nord est un bon exemple des progrès accomplis, puisque, depuis sa mise en service en 2018, elle a été constamment améliorée afin d’augmenter son rendement et de réduire la consommation d’eau. En 2023, plus de 14 000 m³ d’eau issue des purges ont été traités et recyclés avant de réintégrer les tours de refroidissement.
Le prochain grand projet concerne la rénovation de l’infrastructure de refroidissement du Décélérateur d’antiprotons (AD), qui permettra de faire baisser nettement la consommation d’eau à compter de 2027.
En 2023-2024, les deux unités de production d’eau déminéralisée du CERN, qui alimentent les réseaux d’eau des différents sites, ont été modifiées et optimisées ; des travaux de rénovation sur l’une d’elles ont permis d’augmenter son rendement et ont contribué à la réduction de la consommation d’eau (-12 000 m3 en 2024). Le projet de rénovation devrait permettre de réduire encore cette consommation de 20 000 m3/an.
Lors de l’arrêt technique hivernal 2024, le CERN a mis en place un système automatisé pour améliorer la surveillance et la gestion des ratios d’eau déminéralisée dans ses circuits de refroidissement. Cette innovation vise à prévenir une surconsommation tout en maintenant un fonctionnement optimal. Les premiers tests ont été prometteurs, et d’autres tests particuliers sont en cours sur une sélection de circuits. Ces mesures pourraient être généralisées à l’ensemble des circuits.
Le programme de consolidation des galeries techniques, lancé en 2021 pour 20 ans, est axé sur le renouvellement de services-clés tels que la distribution d’eau chaude et d’eau potable et les réseaux d’incendie. Des progrès considérables ont été faits concernant la fiabilité, l’efficacité énergétique et la qualité de l’eau. Sur le site de Meyrin, la création dans la zone Ouest des réseaux d’eau potable et d’incendie s’est achevée, avec l’installation de plus de 3 km de nouvelles canalisations. Des travaux de mise à niveau du circuit d’eau chaude destinés à réduire la perte d’énergie ont débuté et devraient s’achever en 2028. Les futurs travaux visant à assurer la conformité de l’infrastructure du CERN aux normes modernes tiendront compte des contraintes liées au troisième long arrêt (LS3).
Durant les cinq prochaines années, deux nouvelles tours de refroidissement pour le projet HL-LHC et une autre pour la mise à niveau du détecteur CMS seront installées ; elles seront opérationnelles vers la fin du LS3.
REJETS ET QUALITÉ DES EFFLUENTS
Le CERN rejette les eaux de pluie, d’infiltration et de refroidissement dans les cours d’eau environnants, dont certains, de petite taille, sont sensibles à la qualité des effluents reçus. Il contrôle ainsi cette dernière en permanence selon des critères qu’il a définis, conformément à la réglementation des États hôtes, et procède régulièrement à des prélèvements d’échantillons dans les rivières adjacentes afin d’évaluer l’impact de ses activités. Les résultats font l’objet de rapports trimestriels aux autorités des États hôtes.
Une grande partie de l’eau utilisée pour le refroidissement des accélérateurs est évaporée par les tours de refroidissement. Une autre partie est évacuée sous forme d’effluents, qui contiennent des résidus des traitements visant à prévenir l’entartrage, la corrosion et la prolifération de bactéries, dont les légionelles. En 2024, le CERN a renouvelé son contrat de traitement de l’eau et, à cette occasion, supprimé l’utilisation du phosphate dans ces traitements.
Un grand projet de consolidation des tours de refroidissement a débuté en 2016 afin d’améliorer la qualité des effluents. L’eau déminéralisée ajoutée après le processus de recyclage pour permettre la réutilisation de l’eau des purges dans les tours de refroidissement s’avère efficace pour réduire les rejets dans les cours d’eau environnants. Entre 2018 et 2023, le volume total des rejets d’effluents provenant des tours de refroidissement sur le site de Meyrin a été ramené de quelque 81 000 m3 à environ 52 000 m3. Le projet de modification des circuits de refroidissement, dont 70 % ont été modifiés pendant le deuxième long arrêt, s’achèvera au début du prochain long arrêt, en 2026. Les 30 % restants sont les circuits les plus grands du LHC et du SPS. Pendant la période concernée par ce rapport, une étude a été lancée en vue de l’installation, durant le LS3, d’une nouvelle station de recyclage des eaux de refroidissement au point 1 du LHC. Le rejet d’effluents résiduels issus de la station de recyclage vers le réseau d’eaux usées limitera l’impact sur le Nant d’Avril.
La gestion des eaux pluviales fait partie des autres priorités du CERN, conformément au Masterplan 2040. Selon la stratégie actuelle, tous les nouveaux projets touchant le bassin versant suisse du site de Meyrin prévoient des solutions de rétention des eaux pluviales (sur les toits ou sous la forme de bassins enterrés ou, lorsque cela est possible, à l’air libre). Les bassins de rétention sont également une caractéristique clé de la Charte du Nant d’Avril, signée en 2020, qui a pour but de réguler les rejets d’eau provenant du site de Meyrin et d’empêcher les incidents environnementaux susceptibles d’avoir un impact sur le cours d’eau.
Le CERN a créé plusieurs ouvrages de rétention des eaux pluviales pour gérer le ruissellement et améliorer la qualité de l’eau. Le bassin de rétention construit en 2020 en aval du site de Prévessin, qui possède un séparateur d’hydrocarbures pour le traitement des rejets accidentels, s’est avéré efficace pour réguler le débit et gérer la qualité des rejets d’eau. Toujours à Prévessin, un nouveau bassin de rétention d’une capacité de 3 000 m3 a été achevé en 2023 ; il sert à gérer le ruissellement des surplus d’eau de pluie et contribue à réguler les rejets d’eau dans la rivière Le Lion. Pendant la période concernée par ce rapport, il a été décidé de construire deux bassins supplémentaires sur le site de Meyrin : un réservoir de 2 800 m3 pour collecter les eaux pluviales sous l’un des bâtiments des foyers-hôtels et un étang végétalisé de 1 000 m³ pour réguler l’écoulement des eaux pluviales, améliorer la biodiversité et limiter l’impact sur le Nant d’Avril.
Les données relatives aux rejets dans les cours d’eau englobent les eaux d’infiltration, les eaux pluviales et l’eau des purges des tours de refroidissement. Évaporation (Évap.) renvoie à l’eau évaporée par les tours de refroidissement.
OBJECTIFS POUR 2030
D’ici à 2030, le CERN s’est fixé comme objectifs d’optimiser sa consommation d’eau, d’accroître la rétention d’eau et d’améliorer la qualité des effluents rejetés dans les cours d’eau.
Le Laboratoire entend maintenir sa consommation d’eau en dessous de 3 600 mégalitres, malgré des besoins croissants en eau de refroidissement, réduire de 90 % la teneur en zinc des effluents et augmenter les volumes d’eau de rétention sur ses sites.
POUR ALLER PLUS LOIN
Michela Lagioia est ingénieure CVC au sein de l’équipe Gestion des ressources des sites du département Sites et génie civil.
— Pourquoi avoir décidé d’améliorer les systèmes de refroidissement de neuf bâtiments sur le site de Meyrin ?
ML : Ce projet fait partie du plan de consolidation récurrent des sites, qui a une durée de dix ans et est revu chaque année. Les bâtiments concernés, construits entre 1961 et 1967, sont dotés d’un système de refroidissement vétuste ; plus de 20 unités nécessitent une maintenance fréquente et génèrent des coûts opérationnels élevés. Ce système comprend une centrale de refroidissement alimentant plusieurs ateliers et laboratoires, dont le laboratoire CO2, une cellule plasma pour l’expérience AWAKE, ainsi que des bureaux. L’objectif était de le remplacer par un système centralisé, moderne, afin de réduire l’impact sur l’environnement, d’améliorer l’efficacité énergétique et de simplifier la maintenance. Les refroidisseurs ont été redimensionnés pour tenir compte des besoins existants ainsi que des éventuels besoins d’agrandissement futurs. Cette amélioration contribue à la réalisation des objectifs environnementaux du CERN tout en assurant la fiabilité des laboratoires, espaces de travail et ateliers présents dans ces bâtiments.
— Pouvez-vous décrire les principales améliorations réalisées dans le cadre de ce projet ?
ML : Ce projet s’est déroulé en trois phases : installation d’une boucle d’eau réfrigérée, centralisation de la production de froid et mise à niveau des systèmes de distribution. La nouvelle installation de refroidissement centralisé, opérationnelle depuis l’été 2024, alimente les laboratoires et les bureaux en eau réfrigérée grâce à un réseau efficient. Ces travaux ont permis de réduire nettement la consommation d’eau et les besoins de maintenance, et d’améliorer la fiabilité générale, ce qui représente un grand progrès dans notre démarche de modernisation de l’infrastructure.
